تم تطويرجلد صناعي إلكتروني يتفاعل مع الألم مثل الجلد الحقيقي من قبل باحثين في جامعة RMIT في ملبورن بأستراليا ، مما يمهد الطريق لأطراف صناعية أفضل ، وروبوتات أكثر ذكاءً وبدائل غير جراحية لترقيع الجلد.
يمكن للنموذج الأولي المطور أن يعيد إنتاج الطريقة التي يشعر بها جلد الإنسان بالألم. يحاكي الجهاز استجابة ردود الفعل شبه الفورية للجسم ويمكنه الاستجابة لأحاسيس الألم بنفس سرعة الإضاءة التي تنتقل بها الإشارات العصبية إلى الدماغ.
وقال كبير الباحثين البروفيسور مادو باسكاران Madhu Bhaskaran إن النموذج الأولي للكشف عن الألم كان بمثابة تقدم كبير نحو الجيل التالي من التقنيات الطبية الحيوية والروبوتات الذكية. “الجلد هو أكبر عضو حسي في أجسامنا ، وله خصائص معقدة مصممة لإرسال إشارات الإنذار المبكر عند حدوث شيء ما. نحن نشعر بالأشياء من خلال الجلد طوال الوقت ، ولكن استجابتنا للألم تبدأ فقط عند نقطة معينة ، مثل عندما نلمس شيئًا ساخنًا جدًا أو حادًا جدًا ، ”
ويضيف مادو : “لا توجد تقنية إلكترونية قادرة على محاكاة هذا الشعور البشري بالألم بشكل واقعي حتى الآن. يتفاعل جلدنا الصناعي على الفور عندما يصل الضغط أو الحرارة أو البرودة إلى عتبة مؤلمة. هذه خطوة حاسمة في التطوير المستقبلي لأنظمة التغذية الراجعة المتطورة التي نحتاجها لتقديم الأطراف الاصطناعية الذكية والروبوتات الذكية حقًا “.
بالإضافة إلى النموذج الأولي للكشف عن الألم ، طور فريق البحث أيضًا أجهزة تستخدم مكونات إلكترونية قابلة للتوسيع يمكنها استشعار التغيرات في درجة الحرارة والضغط والاستجابة لها.
ذكر Bhaskaran ، المدير المشارك لمجموعة المواد الوظيفية والأنظمة الدقيقة في RMIT ، أن النماذج الأولية الثلاثة تم تصميمها لتوفير الخصائص الرئيسية لقدرة البشرة على الاستشعار في شكل إلكتروني. مع التطورات الجديدة ، يمكن أن يكون الجلد الاصطناعي المطول أيضًا خيارًا مستقبليًا لطعوم الجلد غير الجراحية ، حيث لا يكون النهج التقليدي قابلاً للتطبيق أو لا يعمل.
يجمع البحث الجديد ، الذي نُشر في Advanced Intelligent Systems وتم تقديمه كبراءة اختراع مؤقتة ، بين ثلاث تقنيات تم تطويرها مسبقًا وحصلت على براءة اختراع من قبل الفريق.
- الإلكترونيات القابلة للتوسيع: مزيج من الأكسيد والمواد السليكونية المتوافقة حيوياً لإنتاج إلكترونيات شفافة ومقاومة للكسر ويمكن ارتداؤها رقيقة مثل الملصق.
- الطلاءات المتفاعلة مع درجات الحرارة: الطلاءات ذاتية التعديل أرق 1000 مرة من شعرة الإنسان ، بناءً على مادة تتحول استجابة للحرارة.
- ذاكرة محاكاة الدماغ: خلايا الذاكرة الإلكترونية التي تحاكي كيفية استخدام الدماغ للذاكرة طويلة المدى لاستدعاء وتخزين المعلومات السابقة.
